Составление уравнений реакций различных типов радиоактивного распада
Задача 222.
Изотоп 40К превращается в изотоп 40Са. Какой тип радиоактивного распада при этом реализуется: а) -распад; б) - распад; в) -распад; г) захват электрона; д) спонтанное деление?
Решение:
а) -Распад. -Частица -
Процесс можно изобразить схемой:
б) - распад. -Частица – электрон. При испускании - частицы
в) -Частица — позитрон () - обладает массой электрона и зарядом, равным заряду электрона но противоположным по знаку.
Процесс можно изобразить схемой:
г) Спонтанным делением называется самопроизвольный распад ядер тяжёлых металлов на два (иногда на три или на четыре) ядра элементов середины периодической системы химических элементов.
д) При захвате ядром электрона с ближайшего к ядру К-слоя в ядре уменьшается число протонов вследствие протекания процесса: .
При переходе периферийного электрона на освободившееся в К-слое место выделяется энергия в виде кванта рентгеновского излучения. Процесс можно изобразить схемой:
Таким образом,
Ответ: б).
Задача 223.
Какой тип радиоактивного распада приведет к образованию дочернего ядра, являющегося изобаром по отношению к исходному ядру: а) -распад; б) - распад; в) -распад; г) захват электрона; д) ни один из этих процессов.
Решение:
Дочернее ядро является изобаром по отношению исходному ядру, если заряд его ядра увеличивается или уменьшается на единицу, а массовое число не изменяется.
а) -Распад. -Частица - ядро атома гелия Не. При испускании -частицы ядро теряет два протона и два нейтрона, следовательно, заряд ядра уменьшается на 2, а массовое число на 4.
элементу:
.
б) - Распад. -Частица – электрон. - Распаду предшествует процесс , протекающий в ядре; таким образом, при испускании электрона заряд ядра увеличивается на единицу, а массовое число не изменяется, дочернее ядро - изобар исходного - принадлежит элементу, смещенному на одну клетку к концу периодической системы от места материнского элемента:
.
в) -Частица — позитрон () - обладает массой электрона и зарядом, равным заряду электрона но противоположным по знаку. Позитронному распаду предшествует ядерный процесс . Число протонов в ядре при позитронном распаде уменьшается на единицу, а массовое число не изменяется. Образующееся ядро - изобар исходного ядра - принадлежит элементу, смещенному от материнского элемента на одну клетку к началу периодической системы:
.
г) При захвате ядром электрона с ближайшего к ядру
.
При переходе периферийного электрона на освободившееся в
д) Таким образом, - распад, -распад и захват электрона могут привести к образованию дочернего ядра, являющегося изобаром по отношению к исходному ядру.
Ответ: б), в), г).
Задача 224.
Как изменятся массовое число и заряд атома при испускании одной -частицы и двух -частиц: а) заряд уменьшится на 2, а массовое число - на 4; б) заряд увеличится на 2, а массовое число уменьшится на 4; в) заряд не изменится, а массовое число уменьшится на 4; г) ни заряд, ни массовое число не изменятся?
Решение:
-Распад. -Частица - ядро атома гелия Не. При испускании -частицы ядро теряет два протона и два нейтрона, следовательно, заряд ядра уменьшается на 2, а массовое число на 4. Дочернее ядро принадлежит элементу, смещенному в периодической системе на две клетки к началу системы по отношению к материнскому элементу:
.
- Распад. -Частица – электрон. - Распаду предшествует процесс , протекающий в ядре; таким образом, что при испускании электрона заряд ядра увеличивается на единицу, а массовое число не изменяется, дочернее ядро - изобар исходного - принадлежит элементу, смещенному на одну клетку к концу периодической системы от места материнского элемента:
. .
Таким образом, при испускании ядром атома одной -частицы и двух -частиц заряд не изменится, а массовое число уменьшится на 4.
Ответ: в).
Задача 225.
Фотон жесткого -излучения выбивает из ядра протон. При этом образуется: а)
Решение:
Дочернее ядро является
Жёсткие -лучи способны вызывать ядерные превращения, идущие с отщеплением нейтрона (реже протона). Подобные процессы носят название
Реакция, данная по условию задачи, описывается схемой:
Таким образом, при поглощении фотона -излучения
Ответ: в).
Задача 226.
К какому радиоактивному семейству относится изотоп 207Pb: а) 232Th; б) 237Np; в) 237Ac; г) 238U?
Решение:
Известно четыре семейства радиоактивных элементов:
а) Семейство урана – последовательность превращения изотопа урана 238U, составляющего преобладающую часть природного урана. Конечным продуктом при превращениях этого ряда служит устойчивый
б) Семейство тория – последовательный ряд превращения изотопа тория 232Th, заканчивающийся образованием устойчивого изотопа свинца 206Pb.
в) Семейство нептуния - последовательный ряд превращения искусственно полученного изотопа нептуния 237Np, заканчивающийся образованием устойчивого
г) Семейство актиния - последовательный ряд превращения изотопа урана 235U, заканчивающийся образованием устойчивого изотопа свинца 207Pb. Изотоп урана 235U называют актиноураном.
Ответ: в).
Задача 227.
Может ли в природе находиться изотоп 222Rn с Т1/2 = 3,2 дня: а) да; б) нет? Потому что: 1) период полураспада этого изотопа много меньше времени существования Земли; 2) этот изотоп является членом радиоактивного семейства; 3) у радона есть более долгоживущие
Решение:
Следовательно,
Ответ: а2.